วิจัยวัตถุมีพิษการเกษตรจากสารธรรมชาติจากพืช

[doa]

วิจัยวัตถุมีพิษการเกษตรจากสารธรรมชาติจากพืช
ธนิตา ค่ำอำนวย, พรรณีกา อัตตนนท์, ภัควรินทร์ ศานติธีรโรจน์, ธิติยาภรณ์ อุดมศิลป์, ศิริพร สอนท่าโก, ณัฐพร ฉันทศักดา, อัณศยา พรมมา , พจนีย์ หน่อฝั้น, สุภานันทน์ จันทร์ประอบ, คมสัน นครศรี, ภัทร์พิชชา รุจิระพงศ์ชัย, ธัญชนก จงรักไทย, พจมาลย์ แก้ววิมล, สุวลักษมิ์ ไชยทอง, สาธิดา โพธิ์น้อย และเสาวภาคย์ สุขประเสริฐ

          โครงการวิจัยวัตถุมีพิษการเกษตรจากสารธรรมชาติในพืช เป็นโครงการวิจัยเพื่อที่จะนำสารสกัดจากพืชที่มีศักยภาพมาใช้ลดหรือทดแทนสารเคมีป้องกันกำจัด ประกอบด้วย 4 กิจกรรม ได้แก่ กิจกรรมวิจัยผลิตภัณฑ์สารกำจัดศัตรูพืชจากน้อยหน่า ดำเนินการโดยทำการทดสอบประสิทธิภาพสารสกัดน้อยหน่าในการควบคุมหนอนใยผัก พบว่าสารสกัดจากน้อยหน่าด้วยเมทานอลมีประสิทธิภาพในการควบคุมหนอนใยผัก จึงนำมาสกัดและตรวจสอบหาสารหรือกลุ่มสารออกฤทธิ์ พบว่าเป็นสารกลุ่มแอลคาลอยด์ ทำการศึกษาวิธีการสกัดและตรวจหาตำแหน่งของสารสำคัญดังกล่าว โดยการวิเคราะห์หาเอกลักษณ์ทางโครมาโทกราฟี (HPTLC fingerprint) ของสารสกัดจากเมล็ดน้อยหน่า ด้วยวิธี HPTLC และทำการสกัดแยกต่อเพื่อให้ได้เป็นสารกึ่งบริสุทธิ์ เพื่อใช้เป็นสารอ้างอิงในการวัดปริมาณสารสำคัญในวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์ จากนั้นนำสารสกัดจากเมล็ดน้อยหน่ามาทำเป็นผลิตภัณฑ์สูตรเข้มข้น วิเคราะห์สารออกฤทธิ์ในสารสกัดและผลิตภัณฑ์ วิเคราะห์คุณภาพและทดสอบประสิทธิภาพเบื้องต้นของสูตรผลิตภัณฑ์ต่อหนอนใยผัก ซึ่งจากการวิจัยสูตรผลิตภัณฑ์ในรูปแบบต่างๆ พบว่าสูตรที่เหมาะสมในการทำผลิตภัณฑ์มี 2 สูตรคือ EC (emulsifiable concentrates) และ EW (emulsion in water) เมื่อนำมาศึกษาความเป็นพิษของผลิตภัณฑ์สารสกัดน้อยหน่าที่ต่อลูกปลานิล (LC50) ที่ 96 ชั่วโมง มีค่าเท่ากับ 0.123 มิลลิกรัม/ลิตร สูตรผลิตภัณฑ์ที่ได้สามารถนำไปต่อยอดศึกษาประสิทธิภาพต่อแมลงศัตรูพืชชนิดอื่นๆได้ในอนาคต กิจกรรมวิจัยผลิตภัณฑ์สารกำจัดวัชพืชจากแมงลักป่า นำแมงลักป่ามาสกัดน้ำมันหอมระเหย กลั่นด้วยวิธี Hydro Distillation ทำการศึกษาประสิทธิภาพและศึกษาหากลุ่มสารสำคัญของที่มีฤทธิ์ในการควบคุมวัชพืช โดยทดสอบกับไมยราบยักษ์ หญ้าข้าวนก ผักโขมหนาม ถั่วผี และไมยราบเลื้อย พบว่ามีประสิทธิภาพในการยับยั้งการงอกและการเจริญเติบโต เมื่อวิเคราะห์ด้วยเครื่อง GC-MS กลุ่มสารสำคัญในน้ำมันหอมระเหยที่ได้เป็นสารกลุ่มเทอร์พีนอยด์ สารที่พบมากและเป็นองค์หลักในน้ำมันหอมระเหยจากแมงลักป่า ได้แก่ Sabinene, β-pinene, 1,8-cineole, trans-caryophyllene, caryophyllene oxide, abietatriene เป็นต้น จากนั้นนำน้ำมันหอมระเหยของแมงลักป่ามาวิจัยเป็นสูตรผลิตภัณฑ์ ทำการทดสอบประสิทธิภาพและคุณภาพของผลิตภัณฑ์สูตร โดยพิจารณาผลการยับยั้งการงอกและการไมยราบยักษ์(ใบกว้าง)และเมล็ดหญ้าข้าวนก (ใบแคบ) และการวิเคราะห์หาปริมาณสาร Sabinene, 1,8-cineol, trans-caryophyllene ได้สูตรผลิตภัณฑ์เป็นสูตรสารละลายน้ำมันเข้มข้น (Emulsifiable concentrate : EC) 2 สูตร คือ ผลิตภัณฑ์สูตร A 40%EC และ ผลิตภัณฑ์สูตร B 40%EC มีอัตราที่ 10 เปอร์เซ็นต์ เมื่อนำศึกษาความเป็นพิษเฉียบพลัน (LC50) ต่อลูกปลานิลที่ 96 ชั่วโมง พบว่า ผลิตภัณฑ์สูตร A 40%EC เท่ากับ 27.277 มิลลิกรัมต่อลิตร และผลิตภัณฑ์สูตร B 40%EC เท่ากับ 0.6584 มิลลิกรัมต่อลิตร

          นอกจากนี้ยังให้ความสำคัญในการศึกษาเอกลักษณ์ทางโครมาโทกราฟีของสารสำคัญในพืชต่างๆจึงมีกิจกรรมศึกษาการใช้เทคนิคทีแอลซีสมรรถนะสูง (HPTLC)เพื่อทำมาตรฐานเอกลักษณ์โครมาโทกราฟีของสารสำคัญในพืช ดำเนินการวิจัยในพืช 5 ชนิด คือ สะเดา ส่วนของเมล็ดมีสารสำคัญเป็นกลุ่ม azadirachtin มีฤทธิ์ต่อหนอนใยผักมากที่สุด เมื่อทำการสารสกัดให้เป็นสารสกัดกึ่งบริสุทธิ์และหาเอกลักษณ์โครมาโทกราฟีของสารมีฤทธิ์ต่อหนอนใยผัก ด้วยเทคนิค HPTLC ได้ HPTLC fingerprint และเมื่อนำมาทดสอบด้วยวัฏภาคเคลื่อนที่ toluene/methanol/ ethyl acetate (10/1.2/3) พบสารสำคัญคือ azadirachtin a ที่ Rf 0.30 ส่วนของน้ำมันสะเดาและสารสกัดน้ำจากใบสะเดาพบว่ามีฤทธิ์ต่อหนอนใยผักด้วย ในน้ำมันพบสารสำคัญเทอร์ปีนอยด์ที่ Rf 0.51 (วัฏภาคเคลื่อนที่hexane/ethyl acetate (90/10)) ส่วนสารสกัดน้ำจากใบสะเดาสารสำคัญที่ Rf 0.30 และ 0.38 (วัฏภาคเคลื่อนที่ butanol/ethanol/water/acetic acid (114/42/32/0.2)) เมื่อนำสารสกัดสะเดาไทย สะเดาอินเดีย สะเดาช้างและผลิตภัณฑ์สะเดา มาตรวจวิเคราะห์สารออกฤทธิ์ด้วยวิธี HPTLC แล้วเปรียบเทียบข้อมูล HPTLC fingerprint ของสารออกฤทธิ์ ผลพบว่าสามารถตรวจสารบ่งชี้ได้ถูกต้องชัดเจน สามารถประเมินปริมาณสารออกฤทธิ์โดยรวมได้ หางไหล เมื่อสกัดสารจากรากหางไหลและทดสอบฤทธิ์ในหนอนใยผัก สารกลุ่ม Flavonoids ทำการแยกโดยสกัดต่อให้เป็นสารกึ่งบริสุทธิ์ ทดสอบฤทธิ์และตรวจวิเคราะห์หาเอกลักษณ์ทางโครมาโทรกราฟี (Fingerprint) ของสาร ด้วยวิธี HPTLC พบสาร tephrosin ที่ Rf 0.35, Rotenone ที่ Rf 0.51 และ deguelin ที่ Rf 0.52 และจากการสารกึ่งบริสุทธิ์ที่แยกได้ (DP5) วิเคราะห์ปริมาณ Rotenone ด้วยเครื่อง HPLC พบว่ามีความบริสุทธิ์สูงถึง 92.9% สามารถใช้พัฒนาต่อยอดเป็นสารมาตรฐาน หรือผลิตภัณฑ์สูตรเข้มข้นต่อไป ส่วนหนอนตายหยาก ทำการสกัดสารและทำการทดสอบฤทธิ์ต่อหนอนใยผัก พบว่า ส่วนที่สกัดด้วยเฮกเซนและไดคลอโรมีเทนมีฤทธิ์ต่อหนอนใยผักสูง เมื่อทำการทดสอบกลุ่มสารทางพฤกษเคมี พบว่าเป็นสารกลุ่มแอลคาลอยด์ ศึกษาหาเอกลักษณ์โครมาโทกราฟีของสารด้วยเทคนิค HPTLC โดยใช้วัฏภาคเคลื่อนที่ดังนี้ Dichloromethane : Ethyl acetate : Methanol : Ammonium hydroxide (50:45:4:0.1) ในหนอนตายหยาก 3 ชนิดพบสารแอลคาลอยด์ในหนอนตายหยากจาก อ.จอมบึง จ.ราชบุรี (ชนิด Stemona phyllantha Gagnep) ที่ Rf 0.41 และ 0.69 ส่วนหนอนตายหยากจาก อ.สวนผึ้ง จ.ราชบุรี(ชนิด Stemona spp.#1) พบที่ Rf 0.34 และนำผลิตภัณฑ์หนอนตายหยากทดสอบและเปรียบเทียบผล สามารถตรวจพบสารแอลคาลอยด์ แต่ให้เอกลักษณ์โครมาโทกราฟีแอลคาลอยด์ในตำแหน่ง Rf ที่แตกต่างออกไป แสดงว่าเป็นหนอนตายหยากคนละชนิด เนื่องจากหนอนตายหยากในประเทศไทยมีมากถึง 8 ชนิด สำหรับ ว่านน้ำ ทำการสกัดว่านน้ำด้วยเมทานอลและทดสอบฤทธิ์ต่อหนอนใยผัก นำส่วนที่มีฤทธิ์มาหาชนิดของสารหรือกลุ่มสารทางพฤกษเคมี แล้วทำการสกัดแยกให้ได้สารกึ่งบริสุทธิ์ ศึกษาระบบวัฏภาคของเหลวพบว่า Dichloromethane/ethylacetate (96/4) มีความเหมาะสมในการแยกสารสำคัญที่สุด เมื่อตรวจสอบเอกลักษณ์ของสารกึ่งบริสุทธิ์เปรียบเทียบกับสารมาตรฐานเบต้าอะซาโรนด้วยเทคนิค HPTLC พบว่าข้อมูลเอกลักษณ์โครมาโทกราฟีเหมือนกัน สาบเสือ ศึกษาการสกัดและทดสอบฤทธิ์ต่อหนอนใยผัก พบว่านสารสกัดหยาบจากปิโตรเลี่ยมอีเทอร์ และไดคลอโรมีเทน ส่วนที่มีฤทธิ์ในการควบคุมหนอนใยผัก เมื่อทำการทดสอบทางพฤกษเคมี พบเป็นสารกลุ่มเทอร์ปีนอยด์ และฟีนอล เมื่อศึกษาการหาเอกลักษณ์โครมาโทกราฟีของกลุ่มสารทั้ง 2 ชนิดจากสารสกัดหยาบสาบเสือ สารกลุ่มเทอร์ปีนอยด์ตรวจสอบด้วยวัฏภาคเคลื่อนที่ ethyl acetate : hexane (1:9, v/v) ที่ 0.16, 0.33 และ 0.63 สำหรับสารกลุ่มฟีนอลตรวจสอบด้วยวัฏภาคเคลื่อนที่ dichloromethane : ethyl acetate : acetic acid (79:20:1, v/v/v)ที่ Rf 0.55 เมื่อนำสารมาตรฐาน lupeol และ trans-caryophyllene มาทดสอบด้วยวิธีที่ได้มาพบว่ามี Rf 0.16 และ 0.33 ตามลำดับ จะเห็นว่าตำแหน่ง Rf ของสารกลุ่มเทอร์ปีนอยด์ในสาบเสือเป็นตำแหน่งเดียวกับสารมาตรฐาน แต่อย่างไรก็ตาม ควรพิสูจน์ความถูกต้องด้วยเทคนิค GC/MS และ HPLC เพื่อยืนยันชนิดสาร และทดสอบผลิตภัณฑ์ในท้องตลาด พบว่าในผลิตภัณฑ์มีสารกลุ่มเทอร์ปีนอยด์ 3 ตำแหน่ง ที่ Rf แตกต่างจากสารสกัดสาบเสือ เป็นไปได้ว่าเป็นสารเทอร์ปีนอยด์ต่างชนิดกัน

          สำหรับการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณธาตุอาหารและปริมาณสารอะซาดิแรคตินในสะเดาไทยเพื่อให้ทราบถึงชนิดธาตุอาหารที่มีผลต่อปริมาณสาร โดยดำเนินการทดลองในสะเดาไทยแปลงพื้นที่อำเภอศรีประจันต์ จังหวัดสุพรรณบุรี ผลวิเคราะห์ธาตุอาหารและปริมาณสารอะซาดิแรคตินในเมล็ดสะเดาไทย พบว่า เมื่อมีปริมาณของธาตุแคลเซียม7และ7แมกนีเซียมในเมล็ดสูงจะพบปริมาณของสารสำคัญน้อย 7แต่สำหรับปริมาณของธาตุทองแดงจะเป็นไปในทิศทางเดียวกันกับปริมาณสารอะซาดิแรคติน และศึกษาผลของธาตุอาหารหลักและปริมาณสารอะซาดิแรคติน โดยวางแผนการทดลองแบบ Randomized complete block (RCB) 3 ซ้ำ โดยใช้การใส่ปุ๋ยเป็นกรรมวิธี 8 กรรมวิธี และวิเคราะห์ปริมาณสารอะซาดิแรคตินในเมล็ดสะเดา พบว่า ปริมาณสารสำคัญอะซาดิแรคตินในแต่ละกรรมวิธีไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ทั้งนี้การดำเนินการในกิจกรรมนี้เป็นงานวิจัยเบื้องต้นและสะเดามีการให้ผลผลิตปีละครั้ง จึงเป็นการวิจัยเพียงระยะสั้น (1ปี) ซึ่งอาจต้องมีการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมในเรื่องของการใช้ธาตุอาหารเพิ่มปริมาณสารสำคัญ ปริมาณธาตุอาหารหลักที่เหมาะสมกับในการเพิ่มสารสำคัญสะเดา รวมถึงธาตุอาหารรองที่อาจมีส่วนช่วยในการเสริมปริมาณสารสำคัญ